Matlabsimulink+FlightGear联合仿真

MATLAB使用详解SIMULINK高级仿真技术

• 一个已经创建的子系统的封装方法主要是通过使用下图所示的封装编辑器来实现的，在封装编辑器中用户可以设置封装参数设置、图标、初始以及文本。归纳起来，即设定子系统初始值及特性、生成模块图标以及创建模块帮助文档和描述信息。
10.2.1 Parameters标签页
• 子系统封装的目的之一就是提供一个友好的参数设置界面。用户无需了解子系统内部结构，只需输入参数就可以对系统进行设计和仿真。只有使用了子系统编辑器中的 Parameters标签页进行了参数设置，才算是真正意义上的完成可封装，从而使得封装之后，双击模块能够出现与 SIMULINK模块库中模块一样的参数设置界面。
数环问难。 • 对代数环采取代数约束。 • 切断模型中的代数环。
10.7 S-函数（系统函数）的创建和使用
• SIMULINK为用户提供了许多内置模块库，诸如连续模块库（Continous）、离散系统模块库（Discontinous）等，用户通过使用这些系统提供的模块即可构建模型。但在实际问题中，很多情况下，这些系统模型对于构建模型显得很有限，这时就需要一些特殊的模块，他们由基本模块构成，是调试
• 如同诸多系统设置平台一样，SIMULINK也具有界面友好、功能强大的调试功能。SIMULINK提供了一个图形化的调试界面，简化了调试操作。 simulink调试器是一个定位和诊断模型错误的工具．通过SIMULINK调试工具，用户可以采用多种方式对模型进行调试，发现其中可能存在的问题并加以修改，从而使得用户的模型设计、仿真、分析更加快速、便捷。
10.5.2 线性化的方法
• 有这样一种通用的解决问题的办法，那就是复杂问题简单化，未知问题已知化。非线性问题也是如此，常用的方法是通过一定的方式将其线性化，得到线性化模型之后，就利用成熟的线性分析方法来研究非线性问题。

Matlab系列之Simulink仿真教程

Simulink中的所有功能都通过模块来实现，用户可以通过组合不同的模块来构建复杂的系统模型。
交互式仿真
Simulink支持交互式仿真，用户可以在仿真运行过程中进行实时的分析和调试。
可扩展性
Simulink具有开放式架构，可以与其他 MATLAB工具箱无缝集成，从而扩展其功能。
Simulink的应用领域
指数运算模块
用于实现信号的指数运算。
减法器
用于实现两个信号的减法运算。
除法器
用于实现两个信号的除法运算。
对数运算模块
用于实现信号的对数运算。
输出模块
模拟输出模块
用于将模拟信号输出到外部设备或传感器。
数字输出模块
用于将数字信号输出到外部设备或传感器。
频谱分析仪
用于分析信号的频谱特性。
波形显示器
控制工程
Simulink在控制工程领域中应用广泛，可用于设计和分析各种控制系统。
信号处理
Simulink中的信号处理模块可用于实现各种信号处理算法，如滤波器设计、频谱分析等。
通信系统
Simulink可以用于设计和仿真通信系统，如调制解调、信道编码等。
图像处理
Simulink中的图像处理模块可用于实现各种图像处理算法，如图像滤波、边缘检测等。
用于将时域信号转换为频域信号，如傅里叶变换、拉普拉斯变换等。
03 时域变换模块
用于将频域信号转换为时域信号，如逆傅里叶变换、逆拉普拉斯变换等。
04
仿真过程设置
仿真时间的设置
仿真起始时间
设置仿真的起始时间，通常为0秒。
步长模式
选择固定步长或变步长模式，以满足不同的仿真需求。

基于Matlab-Simulink的飞行器全数字仿真平台的设计

基于Matlab/Simulink的飞行器全数字仿真平台的设计摘要：针对飞行仿真的研究通常会忽略仿真模型或平台的通用性、可重性及互操作性等问题，采用对所设计仿真平台的功能进行详细划分和描述，构建总体仿真系统框架的措施来解决这些问题。

首先，在matlab环境下建立飞行器全数字仿真平台，利用该平台可以进行动力学分析、飞行控制系统设计及航迹规划等不同任务。

其次，利用matlab 提供的gui 接口实现人机交互界面的设计的设计。

所设计平台模块的划分相对独立，人机交互界面可修改飞行器的相关信息，具有较强的通用性。

关键词：matlab/simulink gui 飞行控制数字仿真仿真平台中图分类号：v274 文献标识码：a 文章编号：1674-098x（2013）02（c）-00-01飞行器可以被应用于运输、救生、对地观测、空中预警以及通讯中继，因此其在军事和民事领域中都有很大的应用前景。

因此对飞行器进行仿真分析很有必要，同时仿真也是对飞行器的动力学特性分析、控制律设计等工作的重要手段。

matlab作为一种面向科学计算、可视化以及交互式程序设计软件。

它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真集于一身，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案。

simulink是matlab提供的仿真工具，可以方便地进行动态系统建模、仿真、分析等。

该文基于matlab gui建立飞行器的全数字仿真平台。

利用该平台可以快速地进行用飞行器的全数字仿真，根据参数设置的不同进行航迹规划、实时状态参数显示和仿真结果显示等仿真工作。

1 仿真系统框架设计仿真系统可分为导航和控制模块、执行模块、飞行器动力学模块和人机交互界面模块。

其中导航控制模块又分为航迹规划模块、接受指令模块、飞行管理系统、导航系统及控制系统五个子模块，导航子模块把飞行器的状态信息传给飞行管理系统，飞行管理系统根据航迹规划的要求处理后给出模态控制信号从而控制着飞行器的飞行，执行模块由舵机模型组成。

基于FlightGear的虚拟现实应用

基于FlightGear的虚拟现实应用展开全文1.FlightGear简介FlightGear[1]飞行模拟器于1997年建立，是一个开放源代码、多平台、合作的飞行模拟发展项目。

该项目是由于对收费飞行模拟游戏不满而开发的飞行模拟游戏。

遵从GPL许可，因此可以免费获得并且可以自己修改源代码。

FlightGear项目的目标是创建一个先进的可用于科研或者学术的环境并且可以开发和验证其他飞行仿真的方案，同时可以作为用户的最终应用程序端的飞行模拟器框架。

2.基于FlightGear的虚拟现实显示应用方案2.1. 基于Matlab/Simulink与FlightGear的联合仿真基于Matlab/Simulink与FlightGear的联合仿真是采用Matlab/Simulink构建飞行的动力学仿真模型，并采用FlightGear进行三维虚拟现实显示的仿真方法。

现有的基于Matlab/Simulink的仿真程序已经基本构建完成[2]，其采用的虚拟现实显示方案是利用VRML。

相对于FlightGear来说，采用VRML作为虚拟现实显示端的有点是资源占用少。

但其缺点也是显著的：一方面开发难度大。

采用Matlab提供的VRML接口其场景比较少同时比较简单，若想更加真实的模拟实际情况就需要大量地建立模型。

VRML是一种标记性的语言，本身无法进行建模，必须在三维软件中建模然后转换为VRML格式，这之间就有兼容性的问题。

另一方面显示效果不如FlightGear真实和细腻，同时其源代码是开放的，可以通过网络驱动，接口方面Matlab 有相应的模块，开发难度主要集中在飞艇模型的建立上。

FlightGear 本身支持部分3D软件，使得这部分的工作量也不是很大。

目前采用Matlab/Simulink与FlightGear联合仿真的工作已经初步完成，建立的某飞行器的动力学仿真系统如图所示。

FlightGear的虚拟显示平台与Matlab的仿真平台可以在同一台机器上运行，也可以在局域网不同的机器上分别运行。

MATLAB的SIMULINK仿真

4
3．2 模型的创建和模型文件（续1）
3．2．2 SIMULINK 模型的创建创建模型文件；选择对象；模块的操作；连线的操作；对模型的注释；创建子系统；仿真的配置；保存模型；仿真和结果分析。
5
3．2 模型的创建和模型文件（续2）
3．2．3 SIMULINK 模型文件 SIMULINK 除了可以通过图形界面设计模块外，也可以通过直接编写 mdl 文件来设计仿真模型图。一个有输入和输出的图形界面设计模块。
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3．5．1 用封装的办法创建模块
1。封装模块功能例3_5_1：封装线性方程 y=mx+b 的模型。（ M3_ex3_5_1.mdl）在 SIMULINK 中产生线性方程 y=mx+b 的模型，并生成 mx+b 子系统。子系统mx+b 包含了一个Gain模块，命名为Slope，其增益常数为m；一个Constant模块，命名为Intercept，其常数值参数指定为b。这些参数代表一条直线的斜率和截距。封装该子系统产生一个用户对话框和图标。对话框包含对斜率和截距的提示。用户向封装对话框输入 Slope和 Intercept 的值。封装将这些封装参数映射给底层模块。
8
3．3 仿真运行（续2）
3．3．4 综合算例（M3_ex3_3_1.m）
x1 x1 2 x 2 2 4 例3_3_1：求非线性系统的相平面轨迹、 x 2 2 x1 x 2
平衡点，并进行稳定性分析。本例演示：（A）SIMULINK模型和MATLAB指令的配合使用。（B）sim , simset , trim 指令的应用。（C）二阶系统相轨迹的精良图形。

Matlab教程-simulink仿真

Simulink的产生
1990年MathWorks公司为MATLAB增加了用于建立系统框图和仿真的环境 1992年公司将该软件改名为SIMULINK
Simulink可以搭建:
(1)通信系统物理层和数据链路层; (2)动力学系统; (3)控制系统; (4)数字信号处理系统; (5)电力系统; (6)生物系统; (7)金融系统等.
主要用来设置Simulink与 MATLAB工作空间交换数值的有关选项.
Load from workspace (从工作空间载入数据) Save to workspace(将输出保存到工作空间) Save options(保存选项).
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3.诊断选项(Diagnostics)
用于设置系统对仿真过程中,可能会出现一些非正常事件做出何种反应,有以下几种:
第六讲 Simulink仿真
1
本章目标
了解Simulink基本模块的性质掌握系统仿真的方法
2
主要内容
6.1 Simulink与系统仿真 6.2 Simulink的使用 6.3 Simulink的基本模块 6.4 功能模块的处理 6.5 设置仿真参数 6.6 观察Simulink的仿真结果
3
6.1 Simulink与系统仿真
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扩展阅读
6.7自定义功能模块
根据用户自己的需要加工所需的功能模块
20
例6-2 演示
21
应用举例
例6-3 仿真计算y(t)=sin(t)-sin(2t). 解题步骤:
(1)运行Simulink并新建一个模型窗口 (2)将所需模块添加到模型中 (3)编辑模块组成模型 (4)进行系统仿真参数设置 (5)进行系统仿真 (6)观察系统仿真结果

matlab simulink仿真

③设置模块参数并进行连接各模块组成仿
真系统。双击Fcn模块，打开对话框，在 Expression栏中输入u*log(1+u)，如下图所示。其余模块参数不用设置。设置模块参数后，用线将各模块连接起来组成仿真模型，如下图
④设置系统仿真参数。单击模型窗口中的 Simulation菜单中的Simulation Parameters选项，打开仿真参数设置对话框，选择Solver选项。在Start time和Stop time两个框中分别设置起始为0，停止为1s。把算法选择中的Type设为Fixed-step，并在具体算法选择框中选择ode5(DormandPrince)，再把Fixed step size设为0.001s。（固定步长）
Simulink模块库简介
• 在Matlab的命令窗口中键入Simulink或在Matlab的工具栏中单击按钮，可以打开Simulink的模块库，其界面又称为模块库浏览器。
模块库
信号源模块组
Sources
连续模块组
Continuous
离散模块组
Discrete
Simulink模型举例
• 例1 设系统的微分方程为：
x1 x 2 t 0 .5 t x2 x2 e
• 试建立系统仿真模型。
• 微分方程中的系统是时间t的函数，t由信号源模块库(Sources)中的时钟模块(Clock)提供，用数学运算模块库(Math Operation)中的数学函数模块(Math Function)产生，再配合以Sources库中的常数模块(Constant)、 Math Operations库中的乘积模块(Product) 和连续系统模块库(Continuous)中的积分模块(Integrator)等，就可以建立系统模型。关于输出可以用输出模块库(Sinks)中的输出端口模块(Out)，也可以用Scope模块等等。

基于Simulink和FlightGear的飞行器可视化飞行仿真

假设保证了可以应用牛顿运动定律来进行分析。飞行器的运动可以用六个自由度来表示（三个方向
的平移和三个方向的转动）。飞行器的动力学特性可以
由它的位置、方向、速度、角速度的变化来描述。ＰＥ＝（ｘ
收稿日期：２０１４一ｏ４ —１７作者简介：张勇（１９７８一），男，包头职业技术学院电气工程系讲师，主要研究方向：机械电子工程。
不仅具有强大迹姿态等仿真数据通过数据发送和接收模块进行实flightgear真实的飞行仿真功能而且具有开放式的程序构架和时传递驱动flightgear可视化引擎实现飞行仿真中预留的外部数据输入输出接口因此也赢得了专业飞行姿态和飞行环境的三维实时可视化显示
中国・包头
职大学报
２０１４年第４期
值，开始进行运算：ｓｔａｔｉｃｖｏｉｄｍｄｌＤｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ（ＳｉｍＳｔｒｕｃｔｓ１连续变量求微分，飞行器气动方程的求解在这一部分完成。
度；＝
尸方向向量可以由表示，表示滚转角，Ｏ表
李亮（１９７６一），男，内蒙古科大工程项目管理有限责任公司工程师，主要研究方向：机械电子工程。１００
表示了在地面坐标系中的位置向量；＝ｚ，，厂是速度向量，ｕ是纵向速度，是侧向速度，Ｗ是法向速
体飞行仿真模型。示例表明，利用ＦｌｉｇｈｔＧｅａｒ模拟器可实现由ｓｉｍｕｌｉｎｋ搭建的飞行视景仿真。

MATLABSIMULINK仿真.ppt

在MATLAB命令窗口直接输入模型文件名(不要加扩展名.mdl)。
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认识Simulink
SIMULINK仿真 2．Simulink的退出为了退出Simulink，只要关闭所有模型编辑窗口和 Simulink模块库浏览器窗口即可。
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教学内容
SIMULINK仿真
1 认识Simulink 2 Simulink的基本模块 3 Simulink的模块操作 4 仿真模型的参数设置
信号与系统模块库
数学运算函数与表
模块库
模块库
20
Simulink的基本模块
1. SIMULINK仿真输入源模块库
模块
In1 Ground From File From Workspace Constant Signal Generator Pulse Generator Ramp Sine Wave Step Repeating S Chirp Signal Random Number Uniform R N Band-limited N Clock Digital Clock
5
认识Simulink
SIMULINK仿真 1.2 Simulink的启动与退出 1．Simulink的启动
在MATLAB窗口的工具栏中单击在命令窗口中输入命令：
>>simulink
图标
6
认识Simulink
SIMULINK仿真 1.2 Simulink的启动与退出 1．Simulink的启动
功能
创建输入端接地从文件读数据从工作空间读数据常数信号发生器脉冲发生器斜波正弦波阶跃信号重复序列快速正弦扫描随机信号均匀随机信号带限白噪声当时时间数字时钟

Matlab-Simulink仿真教程说课讲解

仿真技术
第九章 Simulink动态仿真
a) 启动Simulink ① 用鼠标右键点击Simulink菜单项，则弹出一菜单条，点击该菜单条即弹出该子库的标准模块窗口.如单击左图中的【Sinks】,出现 “Open the ‘Sinks’Library”菜单条，单击该菜单条，则弹出右图所示的该子库的标准模块窗口。
2. Sinks 库
该库包含了显示和写模块输出的模块。双击即弹出该库的模块图：
①
：数字表，显示指定模
块的输出数值。
②
：X-Y绘图仪用同一图形窗
口，显示X-Y坐标的图形(需先在
参数对话框中设置每个坐标的变
化范围)，当X、Y分别为正、余
弦信号时，其显示图形如下：
第九章 Simulink动态仿真
仿真技术
➢ 本章主要介绍Simulink的基本功能和基本操作方法，并通过举例介绍如何利用Simulink进行系统建模和仿真。
仿真技术
第九章 Simulink动态仿真
第九章 Simulink动态仿真
9.1 Simulink 基本操作利用Simulink进行系统仿真的步骤是： ① 启动Simulink，打开Simulink模块库 ② 打开空白模型窗口； ③ 建立Smulink仿真模型； ④ 设置仿真参数，进行仿真； ⑤ 输出仿真结果。
第九章 Simulink动态仿真
仿真技术
仿真技术
第九章 Simulink动态仿真
9.1.2 建立Simulink仿真模型
f) 模块的连接
模块之间的连接是用连接线将一个模块的输出端与另一模块的输入端连接起来；也可用分支线把一个模块的输出端与几个模块的输入端连接起来。
连接线生成是将鼠标置于某模块的输出端口(显一个十字光标) ，按下鼠标左键拖动鼠标置另一模块的输入端口即可。分支线则是将鼠标置于分支点，按下鼠标右键，其余同上。

MATLABSimulink联合仿真指南

MATLABSimulink联合仿真指南MATLAB Simulink联合仿真指南第一章：MATLAB和Simulink概述1.1 MATLAB的介绍1.1.1 MATLAB的起源和发展1.1.2 MATLAB的基本特点和优势1.1.3 MATLAB的应用领域1.2 Simulink的介绍1.2.1 Simulink的基本概念和原理1.2.2 Simulink在系统建模和仿真中的应用1.2.3 Simulink与其他仿真软件的比较1.3 MATLAB和Simulink的关系1.3.1 MATLAB和Simulink的协同工作原理1.3.2 MATLAB和Simulink的应用场景第二章：MATLAB基础2.1 MATLAB语言基础2.1.1 MATLAB的数据类型和变量2.1.2 MATLAB的基本运算和函数2.1.3 MATLAB的控制结构2.2 MATLAB图形界面2.2.1 MATLAB的命令窗口和编辑器 2.2.2 MATLAB的图形窗口和绘图工具2.3 MATLAB的数据处理与分析2.3.1 数据导入和导出2.3.2 数据操作和处理2.3.3 数据可视化第三章：Simulink基础3.1 Simulink的基本组成3.1.1 模型、系统和信号的概念3.1.2 Simulink模型的创建和编辑3.1.3 Simulink模型的参数设置3.2 Simulink的基本元素3.2.1 Simulink的信号类型和传输线3.2.2 Simulink的模块和子系统3.2.3 Simulink的运算器和逻辑门3.3 Simulink的仿真过程3.3.1 仿真参数的设置3.3.2 仿真的执行和结果分析3.3.3 仿真模型的调试和优化第四章：MATLAB和Simulink的联合应用4.1 MATLAB与Simulink的数据交互4.1.1 数据导入和导出的方法4.1.2 数据传输和共享的技巧4.1.3 数据处理和分析的整合4.2 MATLAB和Simulink的调用和扩展4.2.1 MATLAB函数在Simulink中的应用4.2.2 Simulink模型的MATLAB脚本控制4.2.3 Simulink模型的自定义函数和库4.3 MATLAB和Simulink的联合仿真案例分析 4.3.1 电路系统仿真4.3.2 控制系统仿真4.3.3 信号处理系统仿真第五章：MATLAB和Simulink的高级应用5.1 MATLAB在系统设计和优化中的应用5.1.1 优化算法和工具的使用5.1.2 系统性能评估和参数调整5.1.3 系统设计的可视化和交互5.2 Simulink在实时仿真和硬件连接中的应用5.2.1 实时仿真的基本概念和要素5.2.2 Simulink和硬件连接的方法和工具5.2.3 实时仿真案例分析5.3 MATLAB和Simulink在自动化测试和验证中的应用 5.3.1 自动化测试的需求和挑战5.3.2 MATLAB和Simulink在测试自动化中的应用5.3.3 测试验证的案例和结果结语：MATLAB Simulink联合仿真的前景和发展6.1 MATLAB Simulink在工程教学和研究中的意义6.2 MATLAB Simulink的应用前景和发展趋势参考文献注：以上章节的标题仅为示例，具体内容和顺序可根据实际情况进行调整。

MatlabSimulink仿真.ppt

-14-
2.3 模块的连接
连接两个模块
先移动光标到输出端，光标键头会变成十字形光标，这时按住鼠标左键，移动鼠标到另一个模块的输入端，当十字形光标出现重影时，释放鼠标左键就完成了连接
Sine Wave
Scope
Sine Wave1
Scope1
Sine Wave2
Scope2
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2.3 模块的连接
-6-
1.2 Simulink的启动与退出
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1.2 Simulink的启动与退出
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1.2 Simulink的启动与退出
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1.2 Simulink的启动与退出
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1 Simulink操作基础 2 系统仿真模型 3 系统的仿真 4 使用命令操作对系统进行仿真 5 子系统及其封装技术 6 S函数的设计与应用
1 Out1
-0.5 Constant
Product1
eu
Math Fu n cti o n
Product2
1 s
Integrator1
2 Out2
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2.4 模块的参数和属性设置
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2.5 Simulink的几类基本模块
输入源模块
Model & Subsystem Inputs
1
unti tl ed.m at
2.1 Simulink仿真模型概述
Simulink仿真模型在视觉上表现为直观的方框图，其扩展名为.mdl，在数学上体现了一组微分方程或差分方程，在物理上模拟了物理器件构成的实际系统的动态特性
模块是构成系统仿真模型的基本单元。从宏观角度上看，simulink模型通常包含了3类模块：信源（source）、系统（system）和信宿（sink）。

matlABSIMULINK联合仿真经典的例子

数控螺旋面‎钻头尖刃磨‎机的机构仿‎真一、原理图1二并联‎杆数控螺旋‎面钻头尖刃‎磨机床示意‎图图2 二并联杆数‎控螺旋面钻‎头尖刃磨机‎床刃磨原理‎图重要假设条‎件：1、二并联杆数‎控螺旋面钻‎头尖刃磨机‎床是通过两‎组并联杆（2，a和3，b）保证动平台‎4只在空间‎中做水平运‎动，而没有翻转‎运动。

每一组并联‎杆是由空间‎相互平行的‎4根杆件组‎成，由于组内各‎杆件受力相‎同，所以将其简‎化成平面机‎构如图2。

构件a，b是保证动‎平台4只做‎水平运动的‎辅助平行杆‎，所以可以假‎设将机构中‎杆件a，b省略，而动平台4‎只做水平移‎动，没有翻转运‎动，也就是4相‎对于地面的‎夹角θ4恒‎等于0。

2、直线电机的‎次子有两个‎（1和5）但是在加工‎过程中并不‎是两者同时‎运动，所以假设5‎与导轨固联‎。

3、假设机床在‎工作过程中‎动平台4只‎受到树直向‎上的恒力作‎用，且作用在其‎中心位置。

基于以上假‎设机床平面‎结构示意图‎如图3。

图3二并联‎杆数控螺旋‎面钻头尖刃‎磨机床简化‎机构平面结‎构示意图二、建立仿真方‎程C2=cos(θ2) S2=sin(θ2) C3=cos(θ3)S3=sin(θ3)一）力方程（分别对各个‎杆件进行受‎力分析）对动平台4‎：受力分析如‎图4图4动平台‎4的受力分‎析对并联杆2‎：受力分析如‎图5图5并联杆‎2的受力分‎析对直线电机‎滑块1：受力分析如‎图6图6直线电‎机滑块1的‎受力分析对并联杆3‎：受力分析如‎图7图7并联杆‎3的受力分‎析二）闭环矢量运‎动方程（矢量图如图‎8）图8 闭环矢量图‎矢量方程为‎：R 1+R2=R3+R4 将上述矢量‎方程分解为‎x 和y 方向‎，并分别对方‎程两边对时‎间t 求两次‎导数得： r1_do ‎t _dot ‎+r2*α2*S2+r2*w2^2*C2=r3*α3*S3+r3*w3^2*C3 （12） r2*α2*C2-r2*w2^2*S2=r3*α3*C3-r3*w3^2*S3 （13）三）质心加速度‎的矢量方程‎矢量关系：Ac3=Rc3_d ‎o t_do ‎t Ac4=R3_do ‎t_dot ‎+ Rc4_d ‎o t_do ‎t Ac2=R3_do ‎t_dot ‎+ R4_do ‎t_dot ‎+ Rc2_d ‎o t_do ‎t (_dot_‎d ot 表示‎对时间求两‎次导数)将上述三个‎矢量方程分‎别分解为x ‎和y 方向，则它们等效‎为以下六个‎方程；Ac3x=-rc3*w3^2*C3-rc3*α3*S3 (14) Ac3y=-rc3*w3^2*S3+rc3*α3*C3 (15) Ac4x=-r3*w3^2*C3-r3*α3*S3 (16) Ac4y=-r3*w3^2*S3+r3*α3*C3 (17) Ac2x=-r3*w3^2*C3-r3*α3*S3-rc2*w2^2*C2-rc2*α2*S2 (18) Ac2y=-r3*w3^2*S3+r3*α3*C3-rc2*w2^2*S2+rc2*α2*C2 (19) 力未知量为‎：F12x,F12y,F24x,F24y ,F43x,F43y,F13x,F13y,Fy ,Fm 引入的加速‎度有： α2，α3，r1_do ‎t _dot ‎，A c3x ，Ac3y ，Ac4x ，Ac4y ，Ac2x ，Ac2y三、系统方程的‎组装将所有19‎个方程组装‎成矩阵形式‎101000000000020001010000000000200002222222200000020000000000101000000000000400001010000000000004000101000000000000010000000010010000000100000010000000000000010100000000m m rc S rc C rc S rc C I m m m ⋅⋅-⋅-⋅-----3000000001010000000030000003333000003000000000000000002233100000000000000002233000000000000000002233010000000000000002233001000000000000000330001000000000000m m r C r S I r S r S r C r C rc S r S rc C r C rc S ⋅⋅-⋅-⋅⋅-⋅⋅⋅⋅⋅-⋅00330000100000000000003300000100000000003300001rc C r S r C ⎛⎫⎪⎪ ⎪⎪⎪ ⎪⎪⎪ ⎪⎪⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎪⎪ ⎪⎪⎪ ⎪⎪⎪ ⎪⎪⎪⋅-⎪⋅ ⎪⎪ ⎪⋅-⎝⎭120120240240434301301300020333^2322^2222^2233^2322^222233441F x F y F x F y F x p F y F x F y Fy Fm r w C r w C r w S r w S rc w C Ac x Ac y Ac x Ac y Ac x Ac y r αα∙∙⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⨯= ⎪ ⎪ ⎪⋅⋅-⋅⋅ ⎪ ⎪⋅⋅-⋅⋅ ⎪-⋅⋅ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭33^2322^2233^2333^2333^2333^2333^23r w S rc w S r w S rc w C rc w S r w C r w S ⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎪⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎪ ⎪⎪⎪ ⎪ ⎪ ⎪-⋅⋅ ⎪⋅⋅+⋅⋅ ⎪ ⎪-⋅⋅ ⎪ ⎪⋅⋅ ⎪-⋅⋅ ⎪⎪ ⎪⋅⋅⎝⎭ 四、初始条件的‎设定假设图3位‎置就是初始‎位置。

基于FlightGear_Matlab的运输类飞机飞行仿真实验设计

俯仰角和爬升率的传递函数，与文献[7]对比，伯德图如图 1、图 2 所示。
“飞行动力学与控制”是飞行技术与飞行安全专业硕士研究生的一门重要专业课。由于该课程内容过于抽象，学生不易理解。因此，涵盖课程知识点的实验教学非常重要[1-2]。目前，在飞行技术培训、飞行安全研究等方面普遍应用了飞行可视化仿真技术。其中开源飞行模拟软件 FlightGear 预留有外部数据接口，用户可以方便地进行修改和二次开发，国内外许多高校和科研机构都在使用 FlightGear[3]。
1 飞行仿真方法
笔者在先期开发的教学实验系统的基础上，应用
收稿日期: 2019-01-11 基金项目: 国家自然科学基金委员会与中国民用航空局联合资助
项目（U1733117）；天津市教育科学“十三五”规划课题 (HE3072) ；中央高校基本科研业务费项目（3122014X002）作者简介: 王岳（1983—），男，天津，在读博士研究生，讲师，主要研究方向为飞行动力学与控制、飞行技术和飞行安全. E-mail: qiushnawang@
WANG Yue, WANG Lei, GUO Shiguang
(Flight Technology College, Civil University of China, Tianjin 300300, China)
Abstract: Based on NASA aerodynamic data, the flight simulation model of Boeing 747 aircraft is established and validated, and an example of controllers with adjustable parameters is designed. By using the interface technology of FlightGear and Matlab software, the real-time transmission of simulation data is carried out, and the 3D visualization of flight simulation is realized. The flight simulation experiment is developed according to the requirements of the course. The teaching practice proves that the simulation experiment can promotes the students’ intuitive understanding of the theory and has a higher utilization value. Key words: FlightGear; Matalb; transport aircraft; flight simulation experiment

基于MatlabFlightGear的四旋翼无人机仿真实验平台设计

- 45 -第06期2020年3月No.06March，2020基金项目：2018年度院级课题项目；项目名称：基于模糊神经网络的四旋翼无人机循迹控制；项目编号：NHKY-2018-17。

作者简介：张明家（1988— ），男，江苏扬中人，工程师，硕士；研究方向：模式识别，智能系统。

摘要：文章以六自由度四旋翼无人机模型为基础，设计并建立了基于FlightGear 的仿真实验平台。

该平台基于Matlab/Simulink 实现无人机模型及控制系统的仿真设计，使用Stateflow 实现无人机起飞、轨迹跟踪飞行、返航、降落的模式切换，并与FlightGear 进行对接，实现完整飞行场景下四旋翼无人机的三维实时可视化显示。

关键词：四旋翼无人机；FlightGear ；模式切换；仿真实验基于Matlab/FlightGear的四旋翼无人机仿真实验平台设计张明家，冯　秀（南京科技职业学院，江苏南京 210048）无线互联科技Wireless Internet Technology近年来，无人机应用行业处于快速发展阶段，国内职业院校纷纷开设无人机应用技术专业。

无人机组装与调试是无人机应用技术专业的一门重要专业基础课程。

无人机的调试通常在地面站软件中进行，包括安装固件、机架选型、遥控器校准、电调校准、电机测试、飞行模式设置、调节比例—积分—微分（Proportion Integral Differential ，PID ）参数等步骤[1]。

但在进行飞行模式设置与调节PID 参数时，无法直接查看调试效果，需要实际飞行后再进行反复调试，效率较低且存在一定的安全隐患。

针对此问题，本文采用仿真可视化技术，搭建无人机调试实验平台，实时显示无人机的姿态和位置信息，帮助学生加深对无人机飞行控制过程的理解和掌握。

1 实验平台的建立1.1 控制器设计本文采用的四旋翼无人机是“X ”字型，电机分为两组，1号和3号电机顺时针旋转，2号和4号电机逆时针旋转，通过不同的油门指令，使其具备俯仰、横滚、偏航、纵向运动状态[1]。

simulink-matlab仿真教程

simulink matlab仿真环境教程Simulink是面向框图的仿真软件。

演示一个Simulink的简单程序【例1.1】创建一个正弦信号的仿真模型。

步骤如下：(1) 在MATLAB的命令窗口运行simulink 命令，或单击工具栏中的图标，就可以打开Simulink模块库浏览器(Simulink Library Browser) 窗口，如图1.1所示。

图7.1 Simulink界面(2) 单击工具栏上的图标或选择菜单“File”——“New”——“Model”，新建一个名为“untitled”的空白模型窗口。

(3) 在上图的右侧子模块窗口中，单击“Source”子模块库前的“+”(或双击Source)，或者直接在左侧模块和工具箱栏单击Simulink下的Source子模块库，便可看到各种输入源模块。

(4) 用鼠标单击所需要的输入信号源模块“Sine Wave”(正弦信号)，将其拖放到的空白模型窗口“untitled”，则“Sine Wave”模块就被添加到untitled窗口；也可以用鼠标选中“Sine Wave”模块，单击鼠标右键，在快捷菜单中选择“add to 'untitled'”命令，就可以将“Sine Wave”模块添加到untitled窗口，如图1.2所示。

(5)用同样的方法打开接收模块库“Sinks”，选择其中的“Scope”模块(示波器)拖放到“untitled”窗口中。

(6) 在“untitled”窗口中，用鼠标指向“Sine Wave”右侧的输出端，当光标变为十字符时，按住鼠标拖向“Scope”模块的输入端，松开鼠标按键，就完成了两个模块间的信号线连接，一个简单模型已经建成。

如图1.3所示。

(7) 开始仿真，单击“untitled”模型窗口中“开始仿真”图标，或者选择菜单“Simulink”——“Start”，则仿真开始。

双击“Scope”模块出现示波器显示屏，可以看到黄色的正弦波形。

Matlabsimulink+FlightGear联合仿真

【转】FlightGear之路（二）：Matlab/simulink+FlightGear联合仿真2011-09-15 16:12转载自keyflying最终编辑keyflyingFlightGear给我们提供了完美的飞行仿真虚拟现实平台。

而Matlab/Simulink给我们提供了简单方便的飞行控制系统联合仿真。

这样，一个简单而方便的系统就搭建成了。

说上去容易。

干上去其实也容易。

不知道你的matlab版本，但是simulink里的aerospace工具箱是要有的。

在matlab下输入asbhl20回车，看看人家的demo是怎么用的吧（什么？asbhl20以后没反应？更新你的matlab或者安装aerospace工具箱吧，我这里是matlab2007a，以前用matlab7.3的时候也可以）。

不要着急运行。

看到蓝色的模块Generate Run Script(if FG is installed)了么？双击，设置一下你的flightgear。

设置好目录、飞行器、机场等等以后，点Generate Script，生成bat文件。

若在本机运行flightgear，则在matlab下输入dos('fgrun.bat')，回车。

若在其他机器上运行flightgear，则将该bat文件拷到该机器上，在命令行中运行。

不在本地机上运行flightgear时，还需在simulink中设置该机器的的IP。

双击toFlightgear模块，再双击右端Send net_fdm Packet to FlightGear，输入目标机的IP。

记得打开flightgear。

then，go~。

基于Matlab／FlighGear的某小型固定翼无人机可视化飞行仿真系统设计

基于Matlab／FlighGear的某小型固定翼无人机可视化飞行仿真系统设计【摘要】飞行仿真是小型固定翼无人机飞行控制系统研究中必不可少的一个环节。

本文在Matlab下建立了其仿真模型；同时借助FlightGear模拟器外部数据的输入/输出接口，将飞行仿真数据驱动FlightGear可视化引擎，实现飞行仿真中天气条件、飞行姿态和地理环境的三维可视化显示。

实现对无人机的总体结构和飞行情况直观形象的显示。

【关键词】Matlab/Simulink；FlightGear；飞行仿真；可视化随着航空和电子技术的发展，无人机也发生了日新月异的变化，其飞行功能日益增多，使飞行控制系统变得越来越复杂，出现故障隐患的可能性越来越大。

为了保证无人机可靠、有效地执行飞行任务，而MATLAB平台为此提供了良好的技术基础[1]。

在Matlab中，可以方便地建立无人机非线性数学模型，建立无人机的六自由度非线性模型。

它不仅在设计时可用来事先对系统的性能做出评价，以便修改或更新设计方案，调整系统某些设计参数，而且还可用来分析和研究已有系统的性能[2]。

FlightGear飞行模拟器是一个开放源代码、多平台的飞行模拟器发展项目。

经过多年的发展，FlightGear不但以其强大的真实仿真功能吸引了众多的飞行模拟爱好者，而且其开放式的程序构架和预留的外部数据输入/输出接口，赢得了专业用户的青睐。

由于FliahtGear的上述优势，选择将FlightGear经二次开发改造成无人机模拟器，以满足模拟无人机平台的需要。

1.仿真系统总体框架本文在详细推导了小型固定翼无人机的动力学模型基础上，采用模块化的设计思想完成了空投系统仿真平台的搭建。

具体模块划分如图1所示。

较为完整的可视化飞行仿真系统包括了航迹、姿态仿真和视景实时显示。

其中航迹、姿态仿真模块计算得到的相关结果传送到FlighGear驱动视景仿真模块，实现动态飞行数据的三维实时显示。

从而，FlightGear和上述动力学仿真系统组成了一个完整的可视化仿真系统。